可压缩壁面束缚湍流的广义雷诺类比理论
流体动力学
2013-01-03 v5
摘要
针对可压缩壁面束缚湍流中的平均和脉动速度与温度，提出了一种广义雷诺类比 (GRA) 理论。特别是，推导出了可压缩湍流管道和槽道流动的精确类比解，以及可压缩湍流边界层 (CTBL) 的近似类比解，两者均独立于流体普朗特数和壁面温度条件。类比解与直接数值模拟数据吻合极好，能够重现经验关系，并可视为现有理论的扩展。与适用于绝热 CTBL 的 Walz 方程相比，GRA 推导出的平均温度 - 速度关系可应用于非绝热壁面条件下的不同壁面束缚流动，这是通过将 Walz 的绝热恢复因子扩展为热通量依赖型因子实现的。GRA 推导出的脉动温度 - 速度关系与 Huang 等人现象学推导的修正强雷诺类比 (HSRA) 略有不同，且性能优于 HSRA。此外，GRA 中引入了几个关键量，包括广义总焓（或温度）和绝热度——这是一个有充分依据的无量纲参数，用于表征非绝热流动中的壁面温度效应。GRA 揭示了热场与速度场之间复杂非线性耦合背后的普适特征，使得利用相应不可压缩流动的信息预测可压缩壁面束缚湍流的平均场成为可能。
引用
@article{arxiv.1208.4541,
title = {A general Reynolds analogy theory for the compressible wall-bounded turbulence},
author = {You-sheng Zhang and Wei-tao Bi and Fazle. Husain and Xin-liang Li and Zhen-su She},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.4541},
year = {2013}
}
备注
This paper has been withdrawn by the author because a new version will be updated later